高層建筑剪力墻連梁設計的探討

　　一.聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞機制

　　??高層建筑聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞分為脆性破壞(即剪切破壞)和延性破壞(即彎曲破壞)兩種。聯(lián)肢墻的脆性破壞又可分為兩種情況。一種是脆性破壞發(fā)生于墻肢。墻肢由于抗剪能力不夠而發(fā)生剪切破壞，會使剪力墻很快喪失承載能力。造成結(jié)構(gòu)的突然倒塌。這是設計所應該絕對避免的?？拐鹨?guī)范里規(guī)定了抗震墻截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時抗震墻底部加強部位剪力設計值的放大系數(shù)，就是為了防止剪力墻早于彎曲破壞而發(fā)生剪切破壞。脆性破壞的第二種情況是連梁發(fā)生剪切破壞。連梁發(fā)生剪切破壞會使聯(lián)肢墻各墻肢喪失連梁對墻肢的約束作用。在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時，聯(lián)肢墻的各墻肢將成為單片的獨立墻，這會使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低，墻肢彎矩j加大?？拐鹨?guī)范里規(guī)定了連梁截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時連梁端部剪力設計值的調(diào)整系數(shù)，也是為了防止連梁早于彎曲破壞發(fā)生剪切破壞。但是，和第一種墻肢發(fā)生剪切破壞相比，連梁發(fā)生剪切破壞時結(jié)構(gòu)尚未喪失承載能力，在墻肢破壞前，只要所考慮的連梁不承擔較大的豎向荷載，還不會造成結(jié)構(gòu)的倒塌。

　　??剪力墻的延性破壞也可分為兩種情況。一種是連梁不屈服，墻肢首先發(fā)生彎曲破壞，這種墻在破壞時的極限變形較小。因此，對有抗震設防要求的建筑來說，它雖然是一種延性破壞，但吸收地震能量的能力是較低的。設計中應避免這種情況的發(fā)生。延性破壞的第二種是連梁先屈服，最后是墻肢的屈服。當連梁有足夠的延性時，它能通過塑性鉸的變形吸收大量的地震能量。同時，通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對墻肢起到一定的約束作用，使聯(lián)肢墻保持足夠的剛度和強度。這是設計時應首先考慮做到的。為了保證聯(lián)肢墻的延性要求，對連梁的延性要求是非常高的。因此，在設計高層建筑剪力墻時，必須十分注意保證連梁的延性要求。

　　??以上主要從抗震的角度分析了聯(lián)肢墻的破壞機制。對于非抗震的情況，水平作用力主要是風荷載。風荷載是一種實實在在的荷載，不能通過結(jié)構(gòu)的塑性變形來減少風荷載。但可以通過結(jié)構(gòu)的塑性變形將荷載分布到其他尚未屈服的構(gòu)件。通過內(nèi)力重分布提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力，避免由于個別構(gòu)件的破壞造成整個結(jié)構(gòu)喪失承載能力。因此，以上關于聯(lián)肢墻破壞機制的討論在非抗震設計中是同樣有意義的。

　　二.連梁設計中的幾個問題

　　??1.關于連梁剛度的折減

　　??應該認為，之所以考慮對連梁的剛度進行折減，是由于在側(cè)向荷載作用下，混凝土的開裂引起了剛度降低。在地震作用下，連梁的裂縫開展和塑性變形比在風荷載作用下的更大，因此，剛度降低的更多。但是，剛度折減得越多，即折減系數(shù)越小，意味著設計荷載作用下裂縫開展得越大。在超載時，如發(fā)生強大的陣風或地震烈度超過多遇地震烈度時，塑性鉸也會出現(xiàn)得更早，這就要求更加注意加強連梁的延性和使連梁符合“強剪弱彎”的要求。

　　??對于以風荷載為控制因素的建筑中，為了避免連梁在使用荷載作用下裂縫開展過大，剛度折減系數(shù)應取較大值。

　　??此外，按照高規(guī)的的規(guī)定，在計算豎向荷載作用下的內(nèi)力時，對已經(jīng)考慮了調(diào)幅的連梁，不應再考慮剛度折減。

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